激光通信

人们对于激光可能早已耳熟能详了。激光通信是利用激光传输信息的通信方式。

一般说来，在没有外加光源时，电子从高能级自发跃迁到低能级上来的现象称为自发跃迁。在自发跃迁过程中有一种是以光的形式释放的能量，向外辐射光子，于是就产生了光。在自发辐射过程中产生的光子没有统一的步调，不仅辐射光子的时间有先有后，波长有长有短，而且传播方向也不一致，这些都是普通光。另有一种光却截然不同，它的光子犹如一支组织性强、训练有素、纪律严明的大军，发出的光频率、振动方向和传播方向完全相同——这就是激光。

利用激光传输信息的通信方式，是20世纪60年代开始出现、当前一直在不断发展的一种新的通信方式。这种通信方式可用于传输声音、文字、图像和数据等各种形式的信息，还可以进行多路传输。激光具有很好的相干性、单色性和方向性，能够在大气空间、宇宙空间、光导波、光导纤维和海水中传播，因此激光可以作为载波应用于通信。

按传输媒介的不同，激光通信可分为大气激光通信、光纤通信等。激光通信主要优点是：频带宽，通信容量大，可以进行多路通信；频率极高、光束极细、方向性好，对方只有在光斑范围内才能接收到信号，所以很难干扰和被截获，也不受电磁干扰，传输质量好；甚至原子弹爆炸所产生的频率低于激光频率的强电磁脉冲，对激光也无干扰能力；激光信号在光导纤维传输时不向外辐射到大气空间；传输时因波束很窄、方向性很强不易被截获，保密性好；由于激光在接近真空的空间环境中几乎不衰减，采用小功率激光器就能进行远距离通信。激光通信所用的设备与相同通信容量的微波通信设备和电缆通信设备相比，不需要大型天线或金属电缆，体积小、重量轻，节省金属，造价低。激光通信可以用于地面通信、空对潜通信和宇宙通信。

以前水下通信一直是采用甚低频率电磁波通信方式。这就要求架设几百米甚至几千米高的天线，以致有时不得不通过系留气球来实现。而且甚低频电磁波穿透海水的能力只有30米，超过30米深度处就很难通行。经过长期研究，人们发现波长为0.46～0.53微米的蓝绿激光能穿透几百米到几千米深的海水，这就为深海通信开拓了一条激光通道。水下激光通信得来了军事科学家们的青睐。

潜艇在深水中一次可以停留几个月，工作时尽可能保持平静，这种自我保护工作是必不可少的。可是，潜艇在漆黑的水下活动，不可能长时间地同外界隔绝，在紧要关头还需要浮到水面上来接收和传递信息。假如采用通常的无线电通信手段，很容易被敌人察觉。因此，很需要一种隐蔽的通信手段，它既能使潜艇在深水中同外界保持通信联系，又不容易被敌方发现和跟踪。水下激光通信就是最理想的通信手段之一。1981年，美国在圣地亚哥附近海域上空12000米的高度上与水下300多米深处的潜艇，成功地进行了蓝绿激光通信试验。

激光通信与现代常规通信手段相互巧妙搭配，构成了现代化的立体通信网，人们可以在火车上、飞机上、轮船上同世界各地、宇宙飞船，甚至与遥远的星球自由通话、发报。未来还可出现“光话”、“光报”、“光视”等新颖的通信方式。

未来的激光通信将会把人类带进一个五彩缤纷的精彩世界。